基于光波在随机介质中的局域化理论和激光器的数率方程理论,建立随机激光器的准态模理论,用以研究随机激光器的频谱特性、输入/输出特性、增益饱和特性、空间烧孔效应、阈值特性、频率牵引效应等问题。建立随机激光器的结构参数同实验观测量之间的关系,为器件的优化设计提供理论依据。采用激光化学气相沉积法在蓝宝石衬底上制备ZnO纳米颗粒薄膜,实验观测355纳米激光泵浦ZnO薄膜紫外相干反馈随机激光辐射现象,重点确定
以麦克斯韦方程和激光四能级数率方程相结合的随机激光时域理论为基础,研究了一维和二维无序介质中的相干反馈随机激光辐射现象,并以染料纳米孔隙聚合物薄膜为对象,进行了实验观测。首次揭示出各向异性颗粒构成的无序介质中,颗粒的取向无序同样能引起光波的局域化,产生随机激光。拓宽了人们对随机激光产生根源的认识;制备出染料纳米孔隙无序介质薄膜样品,并用532纳米波长的激光脉冲进行轰击,首次发现光致发光谱的中心频率随着轰击次数的增加向短波方向发生移动。用样品厚度因轰击被损伤而变薄的机理解释了这种蓝移效应,它不同于以往观测到的基于染料降解效应的红移现象和基于染料非线性效应的蓝移现象;率先开展了二维无序介质中随机激光对介质形态依赖特性的研究,揭示出不同形态的介质支撑不同数量的光波模式;将二维随机激光时域理论从横磁模推广到横电模,首次从理论上研究了二维无序介质中随机激光的偏振依赖特性,表明横磁模的泵浦阈值比横电模的低,所得结果同他人的实验结果相一致;率先开展了随机激光模式阈值特性的理论研究,表明不同的随机激光模式具有不同的泵浦阈值;建立了一种基于谱宽的随机激光泵浦阈值的分析方法。具有重要的学术价值和实际意义。